国产装备耐2400℃高温助力黑金提纯达国际先进水平
来源：互联网 2026-08-04 15:59:04高纯石墨提纯关键技术装备获非金属矿科学技术一等奖，国产高温纯化炉突破2400℃超高温与高真空兼容难题，产品纯度达6.5N，灰分低至1ppm以下，达到国际先进水平，实现全链条自主可控。
来源：科技日报
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最近，一条关于“工业黑金”提纯技术的消息在行业内引发广泛关注。
高纯石墨提纯关键技术获一等奖
山西中电科电子装备有限公司联合中国五矿，完成的“高纯石墨提纯关键技术装备及应用”项目，荣获2025年度非金属矿科学技术一等奖。这标志着我国在高纯石墨纯化装备领域长期受制于人的局面被彻底打破。
“工业黑金”为何需要纯化
石墨常被简单理解为铅笔芯，但在航空航天、核工业等顶尖领域，石墨及其碳基材料被称为“工业黑金”。要充分发挥其性能，必须经过真空高温纯化这一关键工序，而执行工序的核心设备正是高温纯化炉。
将石墨纯度从常规水平提升至世界级，是一项极具挑战的任务。
从零起步：2018年正式攻关
2018年，科研团队正式向高温纯化炉发起技术攻关。
攻克温度监测难题
首要难点在于温度监测失效。国内旧设备温度升至1800℃后，监测信号即中断。团队改用红外非接触测温方式，将测温误差控制在1℃以内，成功解决了“测温瓶颈”。
筛选耐高温材料
随后团队筛选能够承受2400℃恒温长时间烧制的材料，经过多轮甄选，最终找到合适的耐高温材料，为设备稳定运行奠定基础。
优化气流与仿真模拟
温度问题解决后，气流均匀性成为新挑战。炉内气流必须均匀定向，才能保证石墨被充分纯化。团队引入气流场与传热耦合仿真建模，在电脑上迭代算法，同时在车间加工零件、装配试炉。先后修改17次炉膛内部结构，完成100多次仿真与实测，直至第22次试验开炉时，炉内石墨坯料摆放完好无损，气流控制方案才最终定型。
冷却系统、安全报警联锁等难题也逐一被攻克。至2019年底，国内第一台自主立式高温纯化炉正式落地投产。在2400℃超高温环境下维持高真空，堪比“在火山口内进行真空实验”。团队采取“抽得快、漏得少”两条技术路线，成功实现超高温与高真空的兼容。
成果达到国际先进水平
纯化后的产品灰分降至1ppm（百万分之一）以下，硼、铝等关键杂质含量低于0.01ppm，石墨粉纯度达到6.5N（99.99995%），追平国际先进水平。
2024年，该设备加装“智慧大脑”：工人录入原料信息后，系统即可一键启动，实现全流程自动化生产。从技术空白到全链条自主可控，山西中电科不仅成功研制出高温纯化炉，还构建起涵盖研发、试制、量产的完整产业体系。
目前，大批国产高温纯化炉已进入国内新材料、新能源龙头企业生产线，以自主装备守护材料产业链安全。
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